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专利名称：基于du cosφ/dt自适应调整u cosφ基准值的电力系统失步判别方法
技术领域：
本发明涉及一种电力系统稳定的判别方法，尤其是对电力系统的失步检测判别方法。
背景技术：
电力系统失去同步(或称功角稳定破坏)时，如不及时处理，将引起灾难性后果。 失步解列作为保证电力系统安全运行的重要措施，是保证整个电网不致完全崩溃的最后一 道防线。判定电网失步时将系统解列为两个部分、在送端采取切除足够数量的机组或在受 端切除足够数量的负荷是防止事故扩大、电网崩溃的最有效措施。随着电力体制的改革和 实现全国电力资源优化配置的客观要求，推进大区电网互联，最终形成全国联合电网，是电 力发展的必然趋势。同时随着电网互联，系统的运行方式千变万化，迫切需要研究一种既能 够正确检测系统的异步运行、又不受系统运行方式影响同时能够适应多机复杂系统振荡的 失步判据。现有检测电力系统是否失去同步已经采用多种方法利用电流幅值包络线周期性 变化来检测异步运行状态的解列装置，结构简单，易于实现，但其随运行方式的变化需要改 变定值，否则难以躲过同步振荡，在振荡周期很短时也不易获得选择性。利用输入阻抗轨迹 检测失步的方法，是根据阻抗变化轨迹区分失步和同步振荡及短路故障；这种方法的缺点 是在复杂的电网结构和运行方式多变的情况下装置整定比较困难。相位角原理是利用装置 安装处的电压和电流的相位的变化轨迹来区分失步振荡和同步振荡及故障的，这种方法能 适应复杂的电网结构和多变的运行方式，整定方便；但电压和电流的相位角与系统的功角 之间的关系复杂，两者之间的关系与装置安装处和振荡中心的远近有关。基于MCOS^的电 力系统失步判别方法是利用装置安装处采集到的电压电流计算得到振荡中心的电压，根据 振荡中心电压的变化规律来区分失步振荡和同步振荡及短路故障等；这种方法简单、明确， 能够自动适应系统的运行方式和电网结构的变化；但当电网结构非常复杂时，由于一个振 荡周期内|MCOS—的最大值可能较小(如一个振荡周期内wcosp在[-0.47，0.36]内变化)， 该判据会由于w cos ^不能在各个区内连续变化而导致系统失步振荡时拒动。

发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于办COSi3/论自适应调整 wcosp基准值的电力系统失步检测判别方法。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明基于办COSφ/dt自适应调整W COS识基准值的电力系统失步检测判别方法， 利用振荡中心电压与功角δ之间存在确定的函数关系，即利用振荡中心电压的变化反映 功角的变化，作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连 续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变 化且有突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续变化的，但振荡中心电压不过零；可以通过振荡中心的电 压变化轨迹来区分失步振荡、短路故障和同步振荡；利用du cos φ 的变化规律，S卩利用du cos φ/ = 0时得到一个振荡周期内的
的最大值，以该值将一个周期内的MCOSi9值标么化得到振荡中心电压标么值队，使 每个振荡周期内振荡中心电压标幺值队的变化在[_1，1]附近。 进一步优化，在振荡中心电压标么值U 的变化平面上，将振荡中心电压标么值U 的变化范围分为7个区，安装点处于送端时，振荡中心电压U 的变化规律为0-1-2-3-4-5-6-0 ；安装点处于受端时，振荡中心电压U 的变化规律为0-6-5-4-3-2-1-0。本发明与现有检测判别方法相比方法简单，且应用于复杂电网时也不会出现拒动 现象。


图1 ·振荡中心电压U的变化曲线-图2 多机系统失步时振荡中心U的变化曲线σ图3 U 变化区域的划分。
具体实施例方式下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明本发明所述的基于血cOSp/论自适应调整WC0Si3基准值的电力系统失步判别方法 是利用装置安装处采集到的电压电流计算得到振荡中心的电压，根据振荡中心电压的变 化规律来区分失步振荡和同步振荡及短路故障等；同时利用Acosp/^的变化规律，即利 用办COS φ/dt = 0时得到一个振荡周期内的COS φ勺最大值，以该值将一个周期内的W COS φ 值标幺化得到队，使每个振荡周期内振荡中心电压|U」的最大值在1附近。这种方法能够 满足多机复杂系统振荡的失步判别。两机系统异步运行时MCOSP的变化特征安装点处于送端时，振荡中心电压U的变化曲线图1(a)所示；安装点处于受端时， 振荡中心电压U的变化曲线图1(b)所示。当多机系统发生失步振荡时，振荡中心电压U 的变化曲线在各个振荡周期的幅值是变化；图2所示是在贺州站安装装置所检测到的由于 高肇直流双极闭锁同时安全稳定控制系统拒动引起失步振荡时的振荡中心电压U变化曲 线，从图中可以看出振荡中心电压U在各个振荡周期的幅值是变化的，如果用常规的基于
的电力系统失步判别方法去判别则有可能导致拒动。
在一个振荡周期中，有2个点(振荡中心电压的最大、最小值)能够同时满足式 (1)、(2)，假设这2个点为kl、k2 ；则取 以Umax为基准值，对该周期的进行标么化，即仏^按上述方法通过对
每个振荡周期的振荡中心电压WCOS0标么化后得到U,，这样每个振荡周期U,的变化范围为 [-1,1]附近，使U,的变化曲线与图1所示曲线接近，因而在多机系统发生振荡时能够正确 判别失步。本发明的失步判据振荡中心电压与功角δ之间存在确定的函数关系，因此可以利用振荡中心电压U, 的变化反映功角的变化。作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡是振荡中心的 电压也是连续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变化且有 突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续变化的，但振荡中心电压不过零。因此可以通 过振荡中心的电压变化来区分失步振荡、短路故障和同步振荡。在振荡中心电压U*的变化平面上，可将U*的变化范围分为若干个区，如7个区，如 图3所示U,变化区域的划分。振荡中心U*在失步振荡时的变化规律安装点处于送端时，振荡中心电压U 的变化规律为0-1-2-3-4-5-6-0 ；安装点处于受端时，振荡中心电压U 的变化规律为0-6-5-4-3-2-1-0。当上述讨论的振荡中心电压U 的变化规律得知系统失步时，可以在取上述变化的 若干个周期作为失步动作的判定依据。当然电力系统还会有其它切机的辅助判定，使用振 荡过程中装置安装处测量得到的一个周期的最小阻抗值和振荡周期次数可以保证相邻安 装点之间失步解列装置的配合。
权利要求
一种基于自适应调整振荡中心电压基准值的电力系统失步检测判别方法，利用振荡中心电压与功角δ之间存在确定的函数关系，即利用振荡中心电压的变化反映功角的变化，作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是连续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变化且有突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续变化的，但振荡中心电压不过零；可以通过振荡中心的电压变化轨迹来区分失步振荡、短路故障和同步振荡；其特征是利用的变化规律，即利用时得到一个振荡周期内的的最大值，以该值将一个周期内的值标幺化得到振荡中心电压标幺值U*，使每个振荡周期内振荡中心电压标幺值U*的变化在[-1，1]附近。FSA00000129500200011.tif,FSA00000129500200012.tif,FSA00000129500200013.tif,FSA00000129500200014.tif,FSA00000129500200015.tif,FSA00000129500200016.tif
2.由权利要求1所述的基于Acos识自适应调整基准值的电力系统失步检测 判别方法，其特征是在振荡中心电压标么值队的变化平面上，将振荡中心电压标么值队的 变化范围分为7个区，安装点处于送端位置时，振荡中心电压队的变化规律为0-1-2-3-4-5-6-0 ；安装点处于受端位置时，振荡中心电压队的变化规律为0-6-5-4-3-2-1-0。
全文摘要
本发明公布了一种基于自适应调整振荡中心电压基准值的电力系统失步检测判别方法，本发明利用的变化规律，即利用时得到一个振荡周期内的的最大值，以该值将一个周期内的值标幺化得到振荡中心电压标幺值U*，使每个振荡周期内振荡中心电压标幺值|U*|的最大值约为1。本发明方法简单，应用在多机互联系统时也不会出现拒动现象。
文档编号G01R31/08GK101858950SQ20101018250
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者卫志农, 孙国强, 宗洪良, 庞博 申请人:河海大学